PROCESY CHEMICZNE
ZACHODZĄCE W ŻYWYCH
UKŁADACH
POWTÓRZENIE
WIADOMOŚCI
Na schemacie A przedstawiono submikroskopową organizację chloroplastu,
a na schemacie B- submikroskopową organizację mitochondrium.
Przeanalizuj schematy i wykonaj polecenia:
• Przedstaw podobieństwa i różnice w budowie chloroplastów i
mitochondriów.
• Wymień procesy, które mogą zachodzić w chloroplastach, i takie, które
mogą przebiegać w mitochondriach.
Zadanie 1. (2 pkt)
Schemat
przedstawia
w sposób
uproszczony
przemiany
energetyczne
w czasie skurczu
mięśni.
Podaj nazwy
rodzajów
oddychania
komórkowego
oznaczonych
na schemacie I
i II,
w których
uzyskiwana
jest energia do
skurczu
mięśnia.
Za poprawną nazwę każdego
z procesów – po 1 pkt.
Przykład odpowiedzi:
- I: oddychanie beztlenowe
(beztlenowe, fermentacja
mlekowa) (1 pkt),
- II: oddychanie tlenowe
(tlenowe, utlenianie glukozy
w warunkach tlenowych) (1
pkt).
Zadanie 2. (1 pkt)
Przedstaw schematem w sposób
uporządkowany podział enzymów
proteolitycznych (proteaz),
o których mowa w poniższym tekście.
Enzymatyczne trawienie białek jest
procesem skomplikowanym (z racji
wielkości oraz złożoności budowy tych
związków)
i w organizmie człowieka odbywa się pod
wpływem proteaz. Wśród nich wyróżnia się
endopeptydazy, katalizujące rozkład wiązań
peptydowych wewnątrz cząsteczek białka
i polipeptydów, oraz egzopeptydazy,
rozrywające skrajne wiązania peptydowe,
co prowadzi do odszczepiania wolnych
aminokwasów. Odszczepianie aminokwasów
od strony wolnej grupy karboksylowej
powodują karboksypeptydazy, a od strony
wolnej grupy aminowej – aminopeptydazy.
Za prawidłowe umiejscowienie
w schemacie 4 rodzajów proteaz – 1
pkt.
Przykład schematu:
Zadanie 3. (2 pkt)
W mitochondriach komórek
roślinnych zachodzą różne
przemiany. Jedną
z nich schematycznie przedstawiono
poniżej.
Na podstawie powyższych
informacji określ zmianę
poziomu energetycznego i
stopnia utlenienia produktu (Y)
tej przemiany
w stosunku do substratu (X).
Za poprawne określenie zmiany
poziomu energetycznego
i stopnia utlenienia produktu
reakcji w stosunku
do substratu – po 1 pkt.
Przykłady odpowiedzi:
- poziom energetyczny produktu
jest wyższy niż substratu (1
pkt),
- stopień utlenienia produktu jest
niższy
w porównaniu z substratem
(1 pkt).
Zadanie 4. (2 pkt)
Poniższy rysunek przedstawia schematycznie
budowę mitochondrium, w którym zachodzi
m.in. proces oddychania
wewnątrzkomórkowego.
Podaj nazwy struktur oznaczonych na
schemacie jako X oraz Y i podaj, jakie
etapy oddychania komórkowego
zachodzą w ich obrębie.
• X – grzebień mitochondrialny –
łańcuch oddechowy (1 pkt)
• Y – matriks – cykl Krebsa (1 pkt)
Zadanie 5. (1 pkt)
Poniższe zdania zawierają informacje o fazie
fotosyntezy niezależnej od światła.
Zaznacz zdanie zawierające błędną informację
i uzasadnij swój wybór.
1. Reakcje niezależne od światła przebiegają w
stromie chloroplastów.
2. Faza niezależna od światła, czyli tzw. cykl Calvina,
składa się z trzech etapów – karboksylacji, redukcji
i regeneracji.
3. W stromie chloroplastów, w wyniku cyklu
przemian CO2 zostaje przekształcony w produkt
fotosyntezy.
4. W procesie redukcji dwutlenku węgla
wykorzystywane są produkty fazy świetlnej – ATP i
NADP.
4.
Produktem fazy świetlnej,
wykorzystywanym do redukcji
dwutlenku węgla jest NADPH
2
.
Zadanie 6. (2 pkt)
Glikoliza jest
powszechnym
szlakiem
metabolicznym
zachodzącym
w cytoplazmie
komórek
wszystkich
żywych
organizmów.
Wypisz z
poniższego
schematu trzy
substraty oraz
trzy produkty
procesu
glikolizy.
• substraty glikolizy:
glukoza, Pi, NAD+ (1 pkt)
• produkty glikolizy:
NADH
2
, ATP, kwas pirogronowy (1
pkt)
Zadanie 7. (2 pkt)
Na schemacie przedstawiono proces
przepływu energii w biosferze.
Wyjaśnij, jaką rolę w przedstawionym
procesie odgrywa energia słoneczna,
a jaką energia chemiczna w postaci
cukru.
Za właściwe określenie roli energii
słonecznej – 1 pkt.
Za określenie roli cukru – 1 pkt.
Przykład odpowiedzi:
• Energia słoneczna warunkuje przebieg
fazy jasnej fotosyntezy, podczas której
jest zamieniana na energię chemiczną
magazynowaną w produktach
fotosyntezy.
• W procesie oddychania z cukru uwalniana
jest energia wykorzystywana w
procesach anabolicznych (i transporcie).
Zadanie 8. (1 pkt)
Schemat przedstawia gospodarkę ATP
w organizmie.
Uzupełnij schemat wpisując w
zaznaczone kropkami miejsca wyrazy:
wysoki lub niski.
Za prawidłowe uzupełnienie
każdej z dwóch luk schematu
– 1 pkt
Lewa strona schematu –
niski poziom ATP;
Prawa strona schematu –
wysoki poziom ATP.
Zadanie 9. (1 pkt)
Nukleotydy będące
organicznymi składnikami
komórki pełnią głównie rolę
monomerów budujących
kwasy nukleinowe, ale mogą
również pełnić inne funkcje w
komórce.
Podaj przykład takiego
nukleotydu oraz jego rolę
w komórce.
Za podanie prawidłowego przykładu wraz z trafnym
określeniem funkcji – 1 pkt.
Przykład:
- ATP / adenozynotrifosforan – przenośnik energii
w większości procesów komórkowych w komórce.
- FAD / dinukleotyd flawinoadeninowy – przenośnik
elektronów w reakcjach utleniania komórkowego.
- cAMP / cykliczny adenozynomonofosforan –
przekaźnik sygnałów z powierzchni błony
komórkowej
do wnętrza komórki.
- NAD / dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy –
przenośnik elektronów w reakcjach utleniania
komórkowego.
- NADP / fosforan dinukleotydu
nikotynoamidoadeninowego – akceptor elektronów
w procesie fotosyntezy.
Zadanie 10. (1 pkt)
Tabela przedstawia różnicę między
oddychaniem tlenowym i beztlenowym.
Zużycie energii w dwóch różnych typach
komórek wynosi po 38 tys. cząsteczek ATP
na sekundę w każdej komórce. Komórka A
oddycha tlenowo, komórka B oddycha
beztlenowo.
Na podstawie analizy powyższych
danych ustal
i podaj, która z komórek (A czy B)
będzie mieć większe zapotrzebowanie
na glukozę. Swoją odpowiedź
uzasadnij jednym argumentem.
Za wskazanie komórki: B wraz
podaniem trafnego argumentu – 1
pkt. Przykłady:
- Komórka B, ponieważ do
wytworzenia takiej samej ilości
energii jak komórka A musi zużyć
więcej cząsteczek glukozy.
- Komórka B, ponieważ uzyskuje
mniej energii / jej zysk energetyczny
jest mniejszy z 1 cząsteczki glukozy.
Zadanie 11. (1 pkt)
Glukoza w warunkach beztlenowych ulega
przemianie
w kwas mlekowy.
Na podstawie analizy rysunku podaj, czy jest
to proces anaboliczny czy kataboliczny.
Odpowiedź uzasadnij jednym argumentem.
Za stwierdzenie, że jest to proces
kataboliczny wraz z prawidłowym
uzasadnieniem – 1 pkt.
Przykłady:
− Jest to proces kataboliczny,
ponieważ jest w nim wydzielana
energia / nie wymaga nakładu energii.
− Jest to proces kataboliczny,
ponieważ substrat jest związkiem
bardziej złożonym niż produkt końcowy.
− Jest to proces kataboliczny,
ponieważ glukoza rozkłada się.
Zadanie 12. (2 pkt)
Schemat procesu biologicznego utleniania glukozy.
Podaj nazwy związków chemicznych, które należy wpisać
w miejsca oznaczone na schemacie X i Y.
X – ATP (adenozynotrójfosforan)
(1 pkt),
Y – dwutlenek węgla ( CO2) (1
pkt).
Zadanie 13. (2 pkt)
Schemat budowy związków czynnych biologicznie.
Podaj, jaką rolę pełnią te związki w życiu organizmów.
Związek A – umożliwia proces
fotosyntezy (1 pkt);
Związek B - umożliwia transport tlenu
we krwi (1 pkt).
Zadanie 14. (3 pkt)
Podaj właściwe informacje,
wynikające
z porównania procesu fotosyntezy
i chemosyntezy, jakie należałoby
wpisać
w rubryki tabeli oznaczone literami:
A, B, C, D, E, F.
Za każdą z trzech prawidłowo opisaną cechę
fotosyntezy i chemosyntezy – po 1 pkt.
Przykłady odpowiedzi:
- pierwotne źródło energii: A – światło, B – energia
wiązań chemicznych w prostych związkach
mineralnych
(1 pkt),
- znaczenie procesu dla organizmu: C i D –
wytwarzanie związków organicznych potrzebnych
organizmowi (odżywianie, gromadzenie w
syntetyzowanych związkach organicznych energii
potrzebnej organizmowi)
(1 pkt),
- znaczenie dla ekosystemu: E – źródło pokarmu
(związków organicznych, tlenu) dla heterotrofów
(umożliwia przepływ energii przez ekosystem), F –
przekształcanie występujących w podłożu związków
nieprzyswajalnych (trujących) dla roślin w związki
przyswajalne (nietrujące) czyli obieg pierwiastków
w przyrodzie (1 pkt).
Zadanie 15. (2 pkt)
Stwierdzenia w tabeli opisują cechy budowy
mitochondrium.
Uzasadnij, że podane poniżej cechy są wynikiem
przystosowania mitochondrium do
przeprowadzania procesu oddychania tlenowego.
Charakterystyczne
cechy budowy
mitochondrium
Związek cechy z procesem
oddychania tlenowego
Zewnętrzna błona
mitochondrium
jest wysoce przepuszczalna dla
małych cząsteczek.
Błona wewnętrzna
mitochondrium
tworzy wypukłości zwane
grzebieniami
mitochondrialnymi.
Za podanie prawidłowego związku budowy z
procesem oddychania tlenowego w każdym z
dwóch przypadków – po 1p.
Przykłady odpowiedzi:
Zadanie 16. (3 pkt)
Schemat ilustruje przepływ energii w komórce
roślinnej.
Na podstawie analizy powyższego schematu
uzupełnij brakujące nazwy związków
chemicznych i procesów oznaczonych literami
A–D oraz podaj przykład wykorzystania przez
organizm roślinny energii zgromadzonej w ATP.
Za prawidłowe wpisanie każdej z dwóch
par określeń – po 1 pkt.
A – woda , B – tlen, (1 pkt)
C – oddychanie (komórkowe) / utlenianie
(biologiczne), D – dwutlenek węgla. (1 pkt)
Za podanie poprawnego przykładu
wykorzystania energii – 1 pkt.
Przykłady:
- transport aktywny,
- wzrost organizmu / podziały komórkowe,
- synteza metabolitów wtórnych
- reakcje anaboliczne / syntezy.
Zadanie 17. (2 pkt)
Działające w przewodzie
pokarmowym enzymy mają różne
właściwości.
Podaj jedno podobieństwo i
jedną różnicę między amylazą
ślinową
i amylazą trzustkową wynikające
z ich właściwości
enzymatycznych.
Za podanie prawidłowej cechy wspólnej – 1
pkt.
Przykłady:
− Zarówno amylaza ślinowa jak i trzustkowa
trawią skrobię / glikogen.
− Oba enzymy hydrolizują wiązania (alfa –
1,4) glikozydowe.
− Rozkładają węglowodany na dekstryny
i maltozę / dwucukry.
Za podanie prawidłowej cechy różniącej – 1
pkt.
Przykład:
− Amylaza ślinowa jest aktywna w środowisku
obojętnym natomiast amylaza trzustkowa w
środowisku zasadowym.
− Każdy z tych enzymów jest aktywny w
innym pH.
Zadanie 18. (1 pkt)
Komórki nabłonka gruczołowego
gruczołów trawiennych (ślinianek,
trzustki itp.) produkują i wydzielają
enzymy trawienne.
Wykaż zależność między syntezą
enzymów a obfitością siateczki
śródplazmatycznej szorstkiej
w komórkach tych gruczołów.
Za poprawnie wyjaśnioną zależność
– 1 pkt
Przykład wyjaśnienia:
- Im lepiej jest rozwinięta siateczka
śródplazmatyczna szorstka, tym
więcej jest produkowanego białka.
- Obfitość siateczki
śródplazmatycznej szorstkiej wzmaga
syntezę białek (enzymów).
Zadanie 19. (2 pkt)
Uproszczony zapis procesu fotosyntezy
u roślin zielonych:
H
2
O + CO
2
→ cukier + O
2
Sumaryczne równanie procesu
fotosyntezy
u purpurowych bakterii siarkowych
(beztlenowce):
H
2
S + CO
2
→ cukier + S
Cechą wspólną tych reakcji jest
powstawanie cukrów na drodze redukcji
CO
2
.
Wskaż źródła wodoru użytego do
redukcji CO
2
w procesach
fotosyntezy u roślin zielonych i u
purpurowych bakterii siarkowych
oraz wyjaśnij, dlaczego organizmy
te korzystają
z różnych źródeł tego pierwiastka.
Za wskazanie źródeł wodoru – 1 pkt
- Źródłem wodoru w procesie
fotosyntezy roślin zielonych jest woda,
a w procesie fotosyntezy purpurowych
bakterii siarkowych – siarkowodór.
Za poprawne wyjaśnienie – 1 pkt
Przykłady odpowiedzi:
- Różnica źródeł wynika z tego, że
fotosynteza roślin zielonych zachodzi
w warunkach tlenowych,
a wymienione bakterie są
beztlenowcami - w ich otoczeniu jest
dostępny H
2
S.
- Organizmy te żyją w różnych
środowiskach (tlenowe, beztlenowe).
Zadanie 20. (2 pkt)
Poniższymi wykresami zilustrowano wpływ temperatury na intensywność
fotosyntezy
i oddychania komórkowego u pewnego gatunku roślin, mierzoną w różnych
jednostkach umownych.
Zaznacz dwa sformułowania (spośród A, B, C, D, E), które
trafnie interpretują wyniki badań przedstawione w formie
wykresów.
A. Intensywność wytwarzania materii organicznej przez badane rośliny
jest większa w temperaturze 25°C niż w temperaturze 35°C.
B. W temperaturze 35°C przyrost biomasy u badanych roślin jest
większy niż
w temperaturze 25°C.
C. W temperaturze 25°C zużycie materii organicznej u badanych roślin
przewyższa jej produkcję.
D. Intensywność procesu katabolicznego u badanych roślin jest
mniejsza
w temperaturze 25°C niż w temperaturze 35°C.
E. Intensywność fotosyntezy ma największy wpływ na intensywność
oddychania
w temperaturze od 25 do 35°C.
Za prawidłowe zaznaczenie każdego
z dwóch sformułowań – po 1 pkt.
Poprawna odpowiedź:
A (1 pkt),
D (1 pkt).
Zadanie 21. (1 pkt)
Proces powstawania ATP z ADP
nazywamy fosforylacją.
Określ, jaki rodzaj fosforylacji
przedstawia powyższy schemat
fragmentu procesu glikolizy.
Za podanie nazwy
- fosforylacja substratowa – 1 pkt